KR101891012B1 - 고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스 - Google Patents

고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR101891012B1
KR101891012B1 KR1020167017380A KR20167017380A KR101891012B1 KR 101891012 B1 KR101891012 B1 KR 101891012B1 KR 1020167017380 A KR1020167017380 A KR 1020167017380A KR 20167017380 A KR20167017380 A KR 20167017380A KR 101891012 B1 KR101891012 B1 KR 101891012B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rod
dome
plunger
axis
pressure
Prior art date
Application number
KR1020167017380A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160091420A (ko
Inventor
요크 베른하르트
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Publication of KR20160091420A publication Critical patent/KR20160091420A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101891012B1 publication Critical patent/KR101891012B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0408—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0435—Arrangements for disconnecting the pistons from the actuated cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
    • F04B19/20—Other positive-displacement pumps
    • F04B19/22—Other positive-displacement pumps of reciprocating-piston type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F04B53/144—Adaptation of piston-rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/042—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/02—Fuel-injection apparatus having means for reducing wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/03—Fuel-injection apparatus having means for reducing or avoiding stress, e.g. the stress caused by mechanical force, by fluid pressure or by temperature variations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은, 연료에 압력을 인가하는 고압 연료 펌프(16)로서, 피스톤(20)과 플런저(10)가 제공되고, 상기 피스톤은 피스톤 축(24)을 따라 제1 상사점 위치(60)와 제2 하사점 위치(62) 사이에서 이동할 수 있도록 배열되며, 상기 플런저는, 플런저 축(40)에 실질적으로 수직으로 배열되고, 상기 피스톤(20)의 단부 구역(42)과 가로대 표면(70)의 접촉 구역(68)에서 플런저 드라이브(66)로부터 운동 에너지를 상기 피스톤(20)으로 전달하는 가로대(36)를 구비하며, 상기 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 상기 접촉 구역(68)에서, 상기 피스톤(20)은 돔-형상의 단부 구역(74)을 구비하고, 상기 가로대(36)는 돔-형상의 리세스(72)를 구비한다.

Description

고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스{HIGH-PRESSURE FUEL PUMP AND PRESSURE CONTROL DEVICE}
본 발명은 연료를 가압하는 고압 연료 펌프에 관한 것으로, 예를 들어, 엔진 밸브 또는 상기 고압 연료 펌프와 같은, 매체에 압력을 인가하는 압력-인가 디바이스에 관한 것이다.
엔진 밸브의 경우에 및 예를 들어, 연료를 펌핑하는 고압 연료 펌프로서 사용되는 피스톤 펌프의 경우에 모두, 플런저(plunger)에 의해 구동되는 로드(rod)가 공통적으로 제공된다. 플런저 그 자체는, 예를 들어 고압 연료 펌프로서 피스톤 펌프의 경우에, 내연 엔진의 캠샤프트(camshaft)에 의해 구동된다.
도 12는 플런저(10)에 의해 구동되는 로드(12)의 개략도를 도시한다. 도 12에 도시된 배열은 예를 들어, 고압 연료 펌프(16)로서 피스톤 펌프(14)에 그리고 엔진 밸브(18)에 모두 사용될 수 있다. 고압 연료 펌프(16)와 엔진 밸브(18) 두 경우에, 피스톤 펌프(14)의 경우에 피스톤(20)을 구성하는 로드(12)가 이동하면, 도 12에서 피스톤(20) 위에 배열되고 로드(12)의 제1 단부 구역(22)에 위치된 공간(미도시)에 압력이 인가된다.
피스톤 펌프(14)의 경우에, 연료는 피스톤 축(24)을 따라 피스톤(20)이 이동하는 것에 의해 가압된다.
엔진 밸브(18)의 경우에, 로드 축(26)을 따라 로드(12)가 이동하면 엔진 밸브(18)가 개폐되는데, 개방 시, 압력이 해제되고, 엔진 밸브(18)의 폐쇄 시, 압력이 상승된다.
그리하여, 전체적으로, 도 12에 도시된 배열은 피스톤 펌프(14)가 사용되는 경우에 및 엔진 밸브(18)가 사용되는 경우에 모두 압력-인가 디바이스(28)를 구성한다.
도 12에서 압력-인가 디바이스(28)는 로드(12)를 가이드하는 로드 가이드(rod guide)(30)를 구비하고, 플런저(10)를 가이드하는 플런저 가이드(32)를 구비한다. 플런저(10)는 플런저 스커트(skirt)(34)와 가로대(traverse)(36)로 구성되고, 가로대(36)는, 플런저 스커트(34)에 의해, 롤러(38)와 접촉한다. 캠샤프트가 도 12에서 로드 가이드 축(52)과 일치하는 플런저 가이드 축(50)을 따라 위쪽과 아래쪽으로 롤러(38)를 이동시키고, 여기서 롤러(38)는 상기 위쪽과 아래쪽 움직임을 가로대(36)에 전달한다. 가로대(36)는 이어서 로드(12)의 제2 단부 구역(42)에서 로드(12)와 접촉하고, 위쪽과 아래쪽 움직임을 로드(12)에 전달하는 것에 의해, 로드는, 그 제1 단부 구역(22)에 의해, 로드(12)의 제1 단부 구역(22) 위에 배열된 공간(미도시)에 압력을 인가할 수 있다.
또한 도 12에는 플랜지(44)가 개략적으로 도시되고, 이 플랜지에 의해 압력-인가 디바이스(28)가 예를 들어 엔진 하우징에 고정될 수 있다.
일반적으로, 로드(12)가 - 예를 들어 엔진 밸브(18) 또는 피스톤 펌프(14)에서 - 플런저(10)에 의해 구동되는 경우에 상당한 접촉력이 로드(12)의 제2 단부 구역(42)의 로드 단부(48)와 플런저(10)의 가로대(36) 사이의 접촉점(46)에서 생성된다. 이것은 제일 먼저 축방향 부하(Fa)에 의해서도 야기되지만 압력-인가 디바이스(28)의 개별 부품의 기하학적 형상의 공차와, 압력-인가 디바이스(28) 내 개별 부재(element)들의 각 유격(play)에 의해서도 야기된다.
보다 상세하게는, 다음 힘들이 작용한다:
- 서로 접촉하는 표면들을 평탄하게(flattening) 하는 축방향 힘(Fa)으로 인해, 이상적인 점 모양(ideal punctiform)의 접촉이 아니라 확대된 접촉 영역의 접촉 표면을 야기하는 헤르츠 응력(Hertzian stress) 또는 헤르츠 접촉(Fa, 도 12 참조);
- 플런저 가이드 축(50)과 로드 축(26) 사이의 각도 에러(α)로부터 초래되는 횡방향(transverse) 힘(도 13 참조);
- 상기 가로대(36)와 상기 로드(12)(도 13 참조) 사이의 접촉점에서의 법선과 상기 로드 축(26) 사이의 상기 접촉 각도(β1)로부터 초래되는 횡방향 힘;
- 가로대(36)와 플런저(10)(도 13 참조) 사이의 접촉점에서의 법선과 플런저 축(40) 사이의 접촉 각도(β2)로부터 초래되는 횡방향 힘;
- 가로대(36)와 로드(12) 사이의 접촉점(K)으로부터 플런저 가이드 축(50) 및 로드 가이드 축(52)까지의 간격(a1 및 a2)과 축방향 부하(Fa)를 각각 곱한 것인 접촉 모멘트(도 13 참조). 접촉 모멘트는 접촉 각도(β1 및 β2), 2개의 가이드 축(50, 52)의 동심도 에러(concentricity error), 다시 말해 각도 에러(α), 및 로드 가이드 축(52)과 플랜지(44)의 플랜지 표면(54)의 교차점(S)과 플런저 가이드 축(50) 사이의 간격으로 인해 발생한다.
이들 힘은 모두 플런저 가이드(32)와 로드 가이드(30) 모두에 상당한 베어링 반력(bearing reaction force)을 야기하고, 이 베어링 반력은 선형 또는 슬라이딩 가이드를 마모시키거나 궁극적으로 식각할 수 있다. 가이드(50, 52)에서 최대 허용가능한 베어링 반력은 전체 시스템에서 최대 허용가능한 에러를 결정한다.
이제까지, 시스템을 개선시키기 위해, 정밀한 공차와, 연관된 높은 제조 비용, 및/또는 가이드 길이의 증가가 구현되었다. 여기서, 다음과 같이 개별 힘들이 인가된다:
- 가이드 축(50, 52)들 사이의 각도 에러(α)와 헤르츠 응력을 보상하기 위하여, 특히 돔-형상의 형태(dome-shaped form)의 구형(spherical) 로드 단부(48)가 사용된다. 여기서, "돔"이라는 표현은 돔-형상의 동체에 있는 모든 단편들을 포함한다. 돔-형상의 로드 단부(48)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 평탄한 가로대(36)에 놓인다. 가로대(36)의 평탄도(planarity)는 볼록한 표면과 오목한 표면을 모두 허용하고, 이는 헤르츠 응력을 상당히 확산시킨다. 허용가능한 헤르츠 응력을 달성하기 위하여, 제조 비용의 증가와 연관된, 돔-형상의 로드 단부(48)의 형상에 대한 평탄도 및/또는 공차는 감소되어야 한다. 나아가, 또한 돔-형상의 로드 단부(48)의 반경이 증가될 수 있으나, 이것은 접촉 모멘트를 증가시킬 수 있다. 그리하여 이를 보상하기 위해, 제조 비용을 증가시킬 수 있는 공차를 제한하는 것이 필요하다.
- 각도 에러(α)로부터 초래되는 횡방향 힘은 더 높은 제조 비용과 연관된 공차를 제한하는 것에 의해서만 감소될 수 있다. 최종 횡방향 힘은 또한 로드(12)의 강성(stiffness) 또는 횡방향 탄성률을 낮추는 것에 의해 감소될 수 있는데, 이것은 축방향 부하(Fa)와 요구되는 부품 강도로 인해 통상적으로는 달성하는 것이 곤란할 수 있다.
- 각도 에러는, 전체적으로, 가이드 축(50, 52)들 사이의 각도 에러(α), 가이드 간극(clearance)(다시 말해, 플런저 가이드(32)에서 플런저(10) 또는 로드 가이드(30)에서 로드(12)의 틸팅), 및 가로대(36)의 수직도(γ), 다시 말해, 플런저(10)의 가이드 직경, 다시 말해 플런저 스커트(34)에 대해 가로대(36)의 각도 에러의 합계이다. 상기 각도 에러들의 합계는 접촉 각도(β1 및 β2)이다. 로드(12)에 작용하는 합성 횡방향 힘은 sin β1 × Fa이라는 용어를 사용하여 계산된다. 플런저(10)에 작용하는 합성 횡방향 힘은 sin β2 × Fa × 1/cosα)이라는 용어를 사용하여 계산된다. 상기 횡방향 힘은, 공차를 감소시키거나 및/또는, 제한된 정도까지, 가이드 길이를 증가시키는 것에 의해서만 감소될 수 있다. 그러나 이 모두는 제조 비용을 증가시킨다.
- 가이드 축(50, 52)까지의 레버 암(a1 및 a2)은 서로에 대해 가이드(50, 52)의 동심도 에러와 접촉 각도(β1 및 β2)로부터 초래되고, 이 접촉 각도는 각도 에러(α, γ)와 돔-형상의 로드 단부(48)의 반경으로부터 초래된다. 이것은 접촉점(K)을 방사방향으로 이동시켜, 레버 암(a1 및 a2)을 생성한다. 레버 암(a1 및 a2)을 감소시키기 위하여, 한편으로, 돔-형상의 로드 단부(48)의 반경 또는 동심도 에러의 공차를 제한할 수 있다. 그러나 이것은 상당한 개선을 야기하지 않으면서, 제조 비용을 증가시킨다. 대안적으로, 돔-형상의 로드 단부(48)의 반경의 공칭 값은 감소될 수 있으나, 이것은 헤르츠 응력으로 인해 통상적으로는 달성하기 곤란하다.
그리하여, 전체적으로, 평탄한 가로대(36)와 돔-형상의 로드 단부(48)가 접촉의 경우에 도 12 및 도 13에 따른 종래 기술에 따른 구조에서 나타나는 상당한 접촉 힘들은 제조 비용을 상당히 증가시켜도 만족스럽지 않은 정도로만 감소될 수 있다.
그리하여 본 발명의 목적은 이런 점이 개선된 압력-인가 디바이스, 또는 고압 연료 펌프를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1 및 2의 특징을 구비하는 고압 연료 펌프, 또는 압력-인가 디바이스에 의해 달성된다.
종속 청구항은 본 발명의 유리한 실시예에 관한 것이다.
연료를 가압하는 고압 연료 펌프는 제1 상사점(top dead center)과 제2 하사점(bottom dead center) 사이에 피스톤 축을 따라 이동가능하도록 배열된 피스톤, 및 플런저 축에 실질적으로 수직으로 배열되고, 가로대 표면과 상기 피스톤의 단부 구역 사이의 접촉 구역에서 플런저 드라이브로부터 운동 에너지를 상기 피스톤으로 전달하는 기능을 하는 가로대를 갖는 플런저를 포함한다. 상기 접촉 구역에서, 상기 피스톤은 돔-형상의 단부 구역을 구비하고, 상기 가로대는 또한 돔-형상의 리세스를 구비한다.
"상사점"이란 로드가, 드라이브, 예를 들어 캠샤프트에 의해, 예를 들어, 캠샤프트의 축에 대해 로드 축을 따라 그 최고 편향 점으로 푸시되는 로드의 위치를 의미하는 것으로 이해된다. 유사하게, "하사점"이라는 표현은 로드가, 예를 들어, 캠샤프트의 축에 가장 가까이 위치된 점을 의미하는 것으로 이해된다.
대응하여, 매체에 압력을 인가하는 압력-인가 디바이스는 매체를 가지는 공간을 한정하는 제1 단부 구역을 갖는 로드를 구비하고, 여기서 상기 로드는 제1 상사점과 제2 하사점 사이에 로드 축을 따라 이동가능하도록 배열된다. 또한 플런저 축에 실질적으로 수직으로 배열되고, 상기 로드의 제2 단부 구역과 가로대 표면 사이의 접촉 구역에서 플런저 드라이브로부터 운동 에너지를 상기 로드로 전달하는 기능을 하는 가로대를 갖는 플런저가 제공되고, 여기서 상기 제2 단부 구역은 상기 제1 단부 구역과 반대쪽에 배열된다. 상기 접촉 구역에서, 상기 로드는 돔-형상의 단부 구역을 구비하고, 상기 가로대는 또한 돔-형상의 리세스를 구비한다.
따라서, 상기 로드의 제2 단부 구역은 상기 돔-형상의 단부 구역에 의해 형성된다.
여기서, 상기 압력-인가 디바이스는 고압 연료 펌프 또는 엔진 밸브일 수 있다. 상기 고압 연료 펌프의 경우에, 상기 로드는 상기 피스톤에 의해 형성된다.
상기 설명된 배열에 의해, 이제 그 돔-형상의 로드 단부에 의해 상기 로드는, 평탄한 가로대에서 더 이상 이동하지 않고, 돔-형상의 오목부에서 이동하는데, 다시 말해 이전의 "돔/표면 접촉"은 "돔/돔 접촉"으로 대체된다. 여기서, 돔, 특히 구형 돔은 가로대의 이전에 평탄한 표면으로 형성된다. 이런 방식으로, 동일한 헤르츠 응력에서, 로드의 돔-형상의 단부 구역에 대해 더 작은 반경을 선택할 수 있다. 이에 의해 각도 에러(γ)가 완전히 제거된다. 로드 축과 돔 형상의 중심 점 사이에는 단지 약간의 동심도 에러만이 남아 있다. 이것은, 접촉 각도(β1 및 β2)와 레버 암(a1 및 a2)이 감소되기 때문에, 횡방향 힘과 최종 모멘트에 긍정적인 효과를 제공한다.
이것은, 가로대에 돔-형상의 리세스가 있는 것으로 인해, 가로대와 로드 사이의 접촉점(K)이 로드의 돔-형상의 단부 구역의 외부 에지 구역으로부터 로드 축 쪽으로 시프트되기 때문이다. 이런 방식으로, 접촉점(K)과 플런저 가이드 축과 로드 가이드 축 사이에 간격을 각각 한정하는 설명된 레버 암(a1 및 a2), 및 접촉점(K)에서 가로대에 대한 법선이 각 경우에 로드 축과 플런저 축에 대해 이루는 각도를 각각 한정하는 접촉 각도(β1, β2)가 상당히 감소된다.
이런 방식으로, 부재들 사이에 작용하는 접촉 힘들이 공차와 가이드 길이에 과도한 변화 없이 상당히 감소될 수 있어서, 전체적으로, 공정에서 제조 비용을 과도하게 증가함이 없이 플런저로부터 운동 에너지를 로드로 전달하는 것이 개선될 수 있다.
가로대는, 바람직하게는, 돔-형상의 리세스와 인접한 구역에, 플런저 축에 실질적으로 수직으로 평탄한 형태인 가로대 표면을 구비한다. 따라서, 로드의 돔-형상의 단부 구역과 접촉하는 가로대 표면 구역은 바람직하게는 완전히 돔-형상의 형태가 아니고 추가적으로 여전히 평탄한 서브-구역을 구비한다. 이것은 유리하게는 가로대를 전체적으로 보강하는데 기여한다. 그러나, 나아가, 또한 가로대를 강성화하는 추가적인 조치가 구현되는 것이 유리한데, 예를 들어 가로대가 플런저 축과 평행하게 더 두꺼운 형태이거나, 또는 종래 기술의 가로대에 비해 더 강성의 물질로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
특히 유리하게는 돔-형상의 리세스가 스탬핑에 의해 평탄한 가로대 표면에 형성되는 것에 의해 가로대 표면에 형성될 수 있다. 이런 방식으로 가로대 표면의 기하학적 형상을 유리하게는 저렴하게 구현할 수 있다.
특히 바람직한 개선에서, 상기 돔-형상의 리세스는 그 길이방향 축에 수직으로 상기 가로대를 이등분하는 축에 대해 대칭적으로 배열된다. 이것은 상기 돔-형상의 리세스가 로드의 돔-형상의 단부 구역과 접촉하는 상기 가로대 측에 전체적으로 대칭적으로 유리하게 배열되는 것을 의미한다. 이런 방식으로, 유리하게는 상기 가로대에 상기 돔-형상의 리세스의 중심점의 한정된 위치를 생성할 수 있어서, 상기 가로대에 의해 상기 로드에 유리하게 한정된 가이드를 제공할 수 있다.
상기 가로대는 특히 바람직하게는 플런저 축에 대해 방사방향으로 이동가능하도록 배열되고, 여기서 상기 가로대는 특히 방사방향으로 고정됨이 없이 플런저에 삽입된다. 이런 방식으로, 유리하게는 상기 방사방향으로 이동가능한 가로대에 의해 동심도 에러를 보상할 수 있다. 이것은 상기 동심도 에러가 유리하게는 상기 레버 암(a1 및 a2)의 매우 작은 부분만을 구성하기 때문이다; 이 동심도 에러는 바람직하게는 상기 돔 형상의 정적 위치 에러를 구성한다. 상기 플런저 축에 대해 방사방향으로 이동가능한 유리한 가로대의 경우에, 상기 가로대는 바람직하게는 상기 로드의 초기 행정 내에 그 위치를 가지고 있어서, 바람직하게는 상기 정적 위치 에러를 보상할 수 있다.
상기 가로대의 돔-형상의 리세스의 리세스 반경은 유리하게는 상기 로드의 돔-형상의 단부 구역의 로드 반경을 초과한다. 이것은, 상기 로드가, 모든 동작 상태에서, 그 돔-형상의 단부 구역이 상기 가로대의 돔-형상의 리세스 내에 유리하게 신뢰성 있게 위치되는 장점을 제공한다.
로드 가이드 축을 가지는 로드 가이드가 제공되는 것이 바람직하고, 여기서 상기 로드의 돔-형상의 단부 구역의 로드 단부 반경은, 상기 플런저 축과 상기 로드 가이드 축의 교차점과, 상기 로드 축에서 로드 돔 표면에 대한 접선 사이의, 상기 로드의 상사점에 존재하는, 간격 이하이다.
상기 로드 축이, 상기 로드의 외부 표면과 교차하는 점에서 상기 로드의 상기 돔-형상의 단부 구역에서 대한 접선과, 상기 로드 가이드 축과 상기 플런저 축의 교차점 사이의 간격은 상기 로드의 동작 동안 변한다. 상기 간격은 상기 하사점에서 그리고 중간 모든 동작 상태에서보다 상기 로드의 상사점에서 더 작다. 이것은, 상기 로드의 돔-형상의 단부 구역의 반경이, 바람직하게는 - 상사점 위치에서 상기 로드 단부의 최소 돌출부와 상기 가이드 축의 교차점 사이의 최소 간격 이하이도록 선택되는 것을 의미한다. 이것은 접촉 각도(β1 및 β2)가 유리하게는 각도 에러(α) 이하이어서, 바람직하게는 낮은 횡방향 힘만이 작용하는 효과를 제공한다.
구조와-관련된 이유 때문에, 예를 들어 로드의 돔-형상의 단부 구역의 로드 단부 반경이 상사점에서 설명된 최소 간격보다 더 작게 설계될 수 없는 경우, 돔-형상의 리세스의 리세스 반경이 돔-형상의 단부 구역의 반경을 상당히 초과하는 것이 유리하다. 여기서, 유리하게는 로드 가이드 축을 가지는 로드 가이드가 제공되고, 여기서 로드의 돔-형상의 단부 구역의 로드 단부 반경이, 플런저 축과 로드 가이드 축의 교차점과, 로드 축에서 로드 돔 표면에 대한 접선 사이의, 로드의 상사점에서 존재하는, 간격을 초과하고, 여기서 가로대의 돔-형상의 리세스의 리세스 반경이, 동일한 물질이 사용된 경우에, 헤르츠 응력이 평탄한 가로대 표면과 로드의 돔-형상의 단부 구역 사이의 접촉 구역에 위치되는 정도로, 로드의 돔-형상의 단부 구역의 로드 단부 반경을 초과하는 것이 유리하다.
이것은 예를 들어 상기 단부 구역의 반경이 매우 작은 것으로 인해 헤르츠 응력 값이 매우 큰 정도까지 증가하는 것으로 인해 상기 로드의 돔-형상의 단부 구역의 반경이 실현될 수 없는 경우, 상기 헤르츠 응력의 값은 유리하게는 바람직하게는 돔-형상의 리세스의 반경을 더 크게 하는 것에 의해 보상되어야 하는 것을 의미한다. 이것은 가로대의 돔-형상의 리세스의 반경이 유리하게는 크면 클수록, 헤르츠 응력으로 인해 로드의 단부 구역과 가로대 표면 사이의 접촉 표면이 더 작아지기 때문이다. 돔-형상의 리세스가 가로대에 제공되지 않는 배열에 비해, 헤르츠 응력이 적어도 유사한 값으로 실현되는 것이 유리하다.
상기 압력-인가 디바이스는 유리하게는 고압 연료 펌프일 수 있으나, 대안적으로 또한 엔진 밸브일 수도 있다.
본 발명의 유리한 실시예는 첨부된 도면에 기초하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
도 1은 압력-인가 디바이스를 구비하는 내연 엔진의 상세도이고, 여기서 압력-인가 디바이스는 내연 엔진에 플랜지에 의해 고정되는 고압 연료 펌프이다;
도 2는 플랜지를 고정하지 않고 압력-인가 디바이스를 구비하는 내연 엔진의 상세도;
도 3은 플런저의 가로대에 돔-형상의 리세스를 갖는 도 1 및 도 2의 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면;
도 4는 각도 에러 위치를 갖는 도 3의 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면;
도 5는 가로대가 돔-형상의 리세스를 구비하지 않는 도 1 및 도 2의 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면;
도 6은 가로대에 돔-형상의 리세스를 갖는 도 1 및 도 2의 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면;
도 7은 접촉 각도와 레버 암을 예시하는, 도 5의 압력-인가 디바이스의 기하학적 형상을 개략적으로 도시하는 도면;
도 8은 존재하는 접촉 각도와 레버 암을 예시하, 도 6의 압력-인가 디바이스의 기하학적 형상을 개략적으로 도시하는 도면;
도 9는 로드의 돔-형상의 단부 구역과 돔-형상의 리세스의 이상적인 반경 관계를 예시하는, 도 6의 압력-인가 디바이스의 기하학적 형상을 개략적으로 도시하는 도면;
도 10은 돔-형상의 단부 구역과 돔-형상의 리세스의 이상적인 반경 관계를 예시하는, 도 6의 압력-인가 디바이스의 다른 기하학적 형상을 개략적으로 도시하는 도면;
도 11은 로드 축에 작용하는 힘에 의존하는 방식으로 압력-인가 디바이스의 여러 기하학적 배열에 나타나는 방사방향 힘을 예시하는 그래프를 도시하는 도면;
도 12는 기하학적 에러가 없는 종래 기술에 따른 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면; 및
도 13은 기하학적 에러를 갖는 종래 기술에 따른 압력-인가 디바이스를 도시하는 도면.
아래에서, "로드"와 "피스톤"이라는 표현은 서로 동의어이다. 이는 "압력-인가 디바이스", "엔진 밸브" 및 "고압 연료 펌프"라는 표현에도 적용된다.
도 1은 고압 연료 펌프(16)의 형태인 압력-인가 디바이스(28)가 플랜지(44)에 의해 고정되는 내연 엔진(56)을 도시한다. 압력-인가 디바이스(28)는 플런저 가이드(32), 플런저 스커트(34), 및 가로대(36)를 갖는 플런저(10)를 구비한다. 나아가, 압력-인가 디바이스(28)는 피스톤(20) 형태의 로드(12)와 로드 가이드(30)를 구비한다.
도 2는, 플런저 가이드(32)와 플런저 스커트(34)를 갖는 플런저(10)와, 로드 가이드(30), 및 로드(12)를 구비하는 압력-인가 디바이스(28)를 도시한다. 도 2에 도시된 내연 엔진(56)의 경우에, 플랜지(44)는 제공되지 않는다.
도 3은 플랜지 평면(58)을 형성하는 플랜지(44)를 갖는 도 1의 압력-인가 디바이스를 개략적으로 도시한다. 고압 연료 펌프(16) 형태의 압력-인가 디바이스(28)는 플런저 가이드(30), 플런저 스커트(34), 및 가로대(36)를 갖는 플런저(10)와, 로드 가이드(30)를 갖는 로드(12)를 구비한다. 가로대(36)의 로드(12)는 제1 상사점(60)과 제2 하사점(62) 사이에서 로드 축(26)을 따라 구동되는데, 다시 말해 위쪽과 아래쪽으로 이동된다. 가로대(36)는 도 3에 도시된 압력-인가 디바이스(28)의 이상화된 도시에서 로드 축(26)과 일치하는 플런저 축(40)을 따라 가로대(36) 아래에 배열된 롤러(38)에 의해 구동된다. 이 롤러(38)는 내연 엔진(56)의 캠샤프트(65)에 의해 구동된다.
롤러(38)와 캠샤프트(65)는 이에 따라 공동으로 플런저 드라이브(66)를 형성한다.
도 3의 이상화된 도시에서, 플런저 축(40)과 로드 축(26)뿐만 아니라 플런저 가이드 축(50), 다시 말해 플런저 가이드(32)의 축과, 로드 가이드 축(52), 다시 말해 로드 가이드(30)의 축은 일치한다.
또한 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 로드(12), 또는 피스톤(20)은, 로드 가이드(30)에 간극을 가지고 있고, 플런저(10)는 또한 플런저 가이드(32)에 간극을 가지고 있다. 나아가, 가로대(36)는 화살표(P)로 표시된 바와 같이 플런저 스커트(34)에서 이동가능하게 장착되고, 모든 방향으로 플런저 축(40)에 대해 방사방향으로 이동가능하다.
압력-인가 디바이스(28)의 이상적인 실시예에서, 가로대(36)와 로드(12)는 로드(12)의 제1 단부 구역(22)과 반대쪽에 위치된 제2 단부 구역(42)과 가로대 표면(70)의 접촉 구역(68)에 점 모양의 접촉을 한다. 접촉 구역(68)에서, 가로대는 돔-형상의 리세스(72)를 구비하고, 로드(12)는 돔-형상의 단부 구역(74)을 구비한다. 돔-형상의 리세스(72)는 전체 가로대 표면(70)에 걸쳐 있지 않고, 오히려 가로대(36)는, 돔-형상의 리세스(72)에 인접하여, 플런저 축(40)에 수직인 평탄한 형태인 가로대 표면을 구비한다. 돔-형상의 리세스(72)는 예를 들어 스탬핑에 의해 가로대 표면(70)에 형성될 수 있다. 돔-형상의 리세스(72)는, 돔-형상의 리세스(72)의 최저 점이 가로대(36)의 길이방향 축(76)에 수직으로 이어지는 플런저 축(40)에 의해 교차되도록, 가로대 표면(70)에 대칭적으로 배열된다.
도 3은 압력-인가 디바이스(28)를 단순히 이상화한 것을 도시하는 반면, 도 4는 그 위에 오버랩된 실제 나타나는 조건을 도시한다. 실제, 플런저 가이드 축(50)과 로드 가이드 축(52) 및/또는 플런저 축(40)과 로드 축(26)은 일치하지 않아서, 로드(12)에 수직으로 작용하는 축방향 힘(Fa)에 더하여 횡방향 힘들이 작용한다. 상기 횡방향 힘은 가로대 표면(70)에 있는 돔-형상의 리세스(72)와, 로드(12)의 제2 단부 구역(42)에 있는 돔-형상의 단부 구역(74)의 조합에 의해 최소화될 수 있다.
이것은 도 5에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 압력-인가 디바이스(28)와, 도 6에 도시된 바와 같이 본 명세서에서 제안된 압력-인가 디바이스(28) 간을 비교한 것으로 제시된다. 도 5 및 도 6에 있는 2개의 도시를 비교하면, 플런저 가이드 축(50)에 대해 로드 축(26)이 동일한 크기로 경사져 있는 경우에 대해, 돔-형상의 단부 구역(74)과 가로대(36) 사이의 접촉점(K)이 도 6에 따른 압력-인가 디바이스(28)에서보다 도 5에 따른 압력-인가 디바이스(28)의 경우에 로드 축(26)으로부터 상당히 더 멀리 있는 것을 볼 수 있다. 상기 상대적으로 큰 간격은 또한 더 큰 접촉 각도(β1, β2)를 야기하여 작용하는 횡방향 힘을 증가시킨다.
도 7은 도 5의 압력-인가 디바이스(28)의 상황에 대한 기하학적 배열을 개략적으로 도시한다. 더 나은 이해를 위해, 가이드(30, 32)의 간극과, 로드 축(26)과 플런저 축(40) 사이의 교차점(S)에서의 동심도 에러는, 상기 에러가 도시된 에러에 비해 일반적으로 매우 작아서, 도시하지 않았다.
도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 가로대(36)는 양의 방향과 음의 방향으로 모두 각도 에러(γ)를 가질 수 있다.
나아가, 플런저 축(40)으로부터 멀어지는 방향으로 로드(12)가 틸팅하면 각도 에러(α)를 야기한다. 접촉 각도(β1, β2)는 α와 γ의 합계로 나타난다.
이것은 각도 에러(γ)가, 이후 "최상의 경우"라고 언급되는 유리한 상황에서, 부호에 따라 각도 에러(α)를 보상할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 상기 각도 에러(γ)는 또한 각도 에러(α)를 더 증가시킬 수 있고, 이것은 이후 "최악의 경우"라고 언급된다.
α와 γ의 합계는 "최악의 경우"(접촉점(78))에, "중립의 경우"(접촉점(80), 및 "최상의 경우"(접촉점(82))에서 도 7에 도시된 접촉점을 야기한다. 접촉점(78)의 경우에, 접촉 각도(β1, β2)는 상대적으로 크게 도시되어 있다. 또한 플런저 축(40)으로부터 또는 로드 축(26)으로부터 각 접촉점(78, 80, 82)의 간격을 구성하는 레버 암(a1 및 a2)과 로드 축(26)에 작용하는 축방향 힘(Fa)이 도시된다. 접촉 각도(β1, β2)가 더 크면 클수록, 그리하여 레버 암(a1 및 a2)이 더 크면 클수록, 압력-인가 디바이스(28)에 작용하는 횡방향 힘이 더 커진다.
도 8은 도 6에 따른 압력-인가 디바이스(28)의 상황을 기하학적으로 도시한다.
여기서, 가로대(36)에 돔-형상의 리세스(72)가 있는 것으로 인해, 가로대(36)의 각도 에러(γ)는 상관 없는 것으로 볼 수 있다. 이것은 접촉 각도(β)가 각도 에러(α)만큼만 클 수 있다는 것을 의미한다. 그리하여, 그 결과, 또한 레버 암(a2)만이 존재하고, 다시 말해 접촉점(K)과 로드 축(26), 레버 암(a1) 사이의 간격은 생략된다.
전체적으로, 이것은 압력-인가 디바이스(28)에 작용하는 횡방향 힘을 상당히 더 낮추어서, 압력-인가 디바이스(28)에 상당히 더 낮은 부하와 상당히 더 낮은 마모를 야기한다.
제조 공차를 제한함이 없이 헤르츠 응력이 일정하게 유지되는 것이 유리하다. 이것은 돔-형상의 리세스(72)와 돔-형상의 단부 구역(74)의 반경 관계를 유리하게 선택하는 것에 의해 실현될 수 있다.
여기서, 2개의 경우 사이에 구별이 이루어진다. 여기서, 구별 기준은 헤르츠 응력이 도 5에 도시된 바와 같이 압력-인가 디바이스(28)의 배열에 비해 증가되어서는 안된다는 조건이다. 이것은, 로드(12)의 돔-형상의 단부 구역(74)의 로드 단부 반경(84)이, 로드 축(26)의 점에서 로드 돔 표면(86)에 대한 접선(T)과, 플런저 축(40)과 로드 가이드 축(52)의 교차점(S) 사이의, 로드(12)의 상사점(60)에서의, 최소 간격(amin) 이하이도록 설계될 수 있는지 여부를 결정한다.
제1 경우에, 로드 단부 반경(84)이 도 9에 도시된 바와 같이 간격(amin) 미만이도록 설계될 수 있다.
그러나, 헤르츠 응력이 너무 크게 되는 것으로 인해, 또한 로드 단부 반경(84)을 간격(amin)보다 더 작게 설계하는 것이 유리하지 않을 수 있다. 상기 상황 - 제2 경우 - 은 도 10에 도시된다.
그러나, 모든 동작 상태에서, 가로대(36)의 돔-형상의 리세스(72)의 리세스 반경(88)은 로드 단부 반경(84)을 초과하는 것이 유리하다.
그리하여 또한 가로대(36)에 적절한 강성을 보장하는 것이 유리하다. 이런 방식으로, 접촉점(K)이 축(50)과 축(52) 사이에 항상 위치되고 "최악의 경우"와 "최상의 경우"의 공차들 사이에 매우 작은 변동이 실현될 수 있다.
도 9는 제1 경우에 대한 로드 단부 반경(84)의 여러 상황을 도시한다. 이 도시는 3개의 상이한 로드 단부 반경(84)을 갖는 로드 단부(48)를 도시한다. 나아가, 로드(12)의 행정(90)이 표시된다. 볼 수 있는 바와 같이, 가장 큰 로드 단부 반경(84)과 로드(12)의 접촉점(82)은 로드 축(26)으로부터 상당한 정도로 이격된다. 로드 단부 반경이 더 작으면 작을수록, 상기 간격(a2)이 또한 더 작아진다. 상기 간격(a2)이 감소하면, 접촉 각도(β)와 그리하여 압력-인가 디바이스(28)에 작용하는 횡방향 힘이 동시에 또한 감소된다.
도 9에서, 볼 수 있는 바와 같이, 로드 단부 반경(84)이 amin보다 더 작은 것이 최상의 상황이다.
그러나 헤르츠 응력으로 인해, 또한 로드 단부 반경(84)이 amin을 초과하도록 선택되는 것이 유리할 수도 있다. 이 구성은 또한, 리세스 반경(88)이 로드 단부 반경(84)보다 상당히 더 큰 최소 반경을 구비하는 한, 도 5의 상황에 비해 상당한 개선을 구성한다.
이 상황 - 제2 경우 - 은 2개의 상이한 리세스 반경(88)에 대해서 도 10에 도시된다. 이 도시는 또한 amin을 초과하는 범위에서 상이한 단부 반경(84)을 갖는 2개의 로드(12)를 도시한다. 상대적으로 큰 로드 단부 반경(84)에 대해 상대적으로 작은 리세스 반경(88)의 경우에, 접촉점(K)이 로드 축(26)으로부터 상당한 정도로 이격된 것을 볼 수 있다. 그러나, 상대적으로 큰 리세스 반경(88)의 경우에, 상대적으로 작은 로드 단부 반경(84)과 상대적으로 큰 로드 단부 반경(84) 모두에 대한 접촉점(K)은 로드 축(26)에 상대적으로 가까이 위치된다.
도 11은 축방향 부하(Fa)의 함수로서 압력-인가 디바이스(28)에 작용하는 횡방향 힘을 도시하는 그래프를 도시한다.
여기서, 압력-인가 디바이스(28)의 4개의 상이한 배열에 대한 힘이 도시된다. 곡선(A)은, 도 7에서 접촉점(82)으로 도시된 "최상의 경우"의 상황에 대해 가로대(36)에 돔-형상의 리세스(72)가 없는 압력-인가 디바이스(28)에 대한 힘 조건을 도시한다.
이와 대조적으로, 곡선(C)은 - 도 7에서 접촉점(78)으로 도시된 "최악의 경우"의 시나리오에 대해 돔-형상의 리세스(72)가 없는 압력-인가 디바이스(28)에 대한 상황을 도시한다.
곡선(B)은 가로대(36)에 돔-형상의 리세스(72)를 갖는 압력-인가 디바이스(28)에 대한 힘 조건을 도시한다. 곡선(B)에서, 가로대(36)는 플런저 축(40)에 대해 방사방향으로 이동성을 나타낸다.
곡선(D)은 가로대(36)가 고정되어 있어서 플런저 축(40)에 대해 방사방향으로 이동가능하지 않은 상태에서 돔-형상의 리세스(72)가 없는 압력-인가 디바이스(28)의 상황을 도시한다.
돔-형상의 리세스(72)와 이동가능한 가로대(36)를 갖는 배열은 돔-형상의 리세스(72)가 없는 압력-인가 디바이스(28)의 "최악의 경우"의 시나리오보다 상당히 더 나은 힘 조건을 제공하는 것을 명확히 볼 수 있다. "최악의 경우"와 "최상의 경우"의 달성은 제어될 수 없고, 곡선(B)에서 힘 프로파일은 "최상의 경우"의 상황을 매우 닮아서, 보다 효과적으로 제어가능한 힘 조건이 돔-형상의 리세스(72)를 갖는 압력-인가 디바이스(28)에서 획득된다. 그러나 동시에, 곡선(B)과 곡선(D) 사이의 차이는 방사방향으로 이동가능한 가로대(36)가 매우 유리하다는 것을 보여준다.
그리하여, 전체적으로, 돔-형상의 리세스(72)는 종래 기술에 따른 압력-인가 디바이스(28)에서 "최상의 경우"와 "최악의 경우" 사이에 낮은 레벨에 있는 방향에-독립적인 횡방향 힘을 생성한다. 이것은 작용하는 횡방향 힘이 일반적으로 감소된 것에 대응한다.
전체적으로, 부품들의 기하학적 형상이 불연속적인 것으로 인해 축방향 힘(Fa)으로부터 발생하는 횡방향 힘은 종래 기술의 "최악의 경우"의 구조에 비해 최대 40%만큼 감소될 수 있다. 접촉 각도(β1, β2)로 인해 횡방향 힘이 불리하게 영향을 미치는 것이 대부분 제거될 수 있어서, 횡방향 힘을 감소시킬 수 있다. 동시에, 가로대(36)가 플런저 축(40)에 대해 수직이어야 하는 것과 사실상 상관이 없어서, 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 가로대(36)의 돔-형상의 리세스(72)는 특히 저렴한 간단한 스탬핑에 의해 생성될 수 있다. 전체적으로, 각도 에러(γ)는 완전히 제거되고, 전체적인 각도 에러(β1 및 β2)의 변동과 크기가 상당히 감소되어서, 설계 공정에서, 사실상 일정한 부하가 예상될 수 있고, "최상의 경우"와 "최악의 경우"는 유리하게는 서로 가까이 놓일 수 있다. 추가적으로, 로드 반경(84)과 리세스 반경(88)을 정밀하게 맞추면(pairing) 각도 에러(β1 및 β2)가 가이드의 축(50, 52)들 사이에 불가피한 각도 에러(α)보다 더 작게 유지되는 것도 가능하다. 이런 장점을 이용하면, 축방향 부하(Fa)를 전체적으로 증가시켜, 가이드(30, 32)의 수명을 개선시키고, 다시 말해, 강인성을 증가시키고, 요구되는 가이드 길이를 감소시켜서, 구조적 공간의 사이즈를 감소시키고 비용을 감소시킬 수 있고, 전체적으로, 부품의 공차를 증가시켜, 제조 공정의 비용을 감소시키는데 기여할 수 있다.
설명된 배열에 대한 대안으로서, 돔-형상의 리세스(72)는 플런저(10)에 배열된 별개의 슬라이드 슈(slide shoe)에도 자명하게 제공될 수 있다.
10: 플런저 12: 로드
14: 피스톤 펌프 16: 고압 연료 펌프
18: 엔진 밸브 20: 피스톤
22: 제1 단부 구역 24: 피스톤 축
26: 로드 축 28: 압력-인가 디바이스
30: 로드 가이드 32: 플런저 가이드
34: 플런저 스커트 36: 가로대
38: 롤러 40: 플런저 축
42: 제2 단부 구역 44: 플랜지
46: 접촉점 48: 로드 단부
50: 플런저 가이드 축 52: 로드 가이드 축
54: 플랜지 표면 56: 내연 엔진
58: 플랜지 평면 60: 제1 상사점
62: 제2 하사점 65: 캠샤프트
66: 플런저 드라이브 68: 접촉 구역
70: 가로대 표면 72: 돔-형상의 리세스
74: 돔-형상의 단부 구역 76: 가로대의 길이방향 축
78: 접촉점 "최악의 경우" 80: 접촉점 "중립의 경우"
82: 접촉점 "최상의 경우" 84: 로드 단부 반경
86: 로드 돔 표면 88: 리세스 반경
90: 행정
α: 각도 에러(플런저 가이드 축 - 로드 축)
β1: 접촉 각도(로드 축 - 접촉점에서 가로대에 대한 법선)
β2: 접촉 각도(플런저 가이드 축/플런저 - 접촉점에서 가로대에 대한 법선)
γ: 가로대의 각도 에러(플런저 가이드에 대한 가로대의 각도)
A: 돔-형상의 리세스가 없는 "최상의 경우"
B: 돔-형상의 리세스를 갖는 이동가능한 가로대
C: 돔-형상의 리세스가 없는 "최악의 경우"
D: 돔-형상의 리세스를 갖는 고정된 가로대
K: 로드와 가로대 사이의 접촉점 P: 화살표
S: 플런저 축/로드 축의 교차점 T: 접선
Fa: 축방향 부하/헤르츠 응력/축방향 힘
a1: 접촉점으로부터 플런저 가이드 축/플런저 축까지의 간격
a2: 접촉점으로부터 로드 가이드 축/로드 축까지의 간격
amin: 로드 돔 표면에 대한 접선으로부터 플런저 축/로드 축의 교차점까지의 간격

Claims (10)

  1. 매체에 압력을 인가하는 압력-인가 디바이스(28)로서,
    - 상기 매체를 구비하는 공간을 한정하는 제1 단부 구역(22)을 갖는 로드(12)로서, 상기 로드(12)는 제1 상사점(60)과 제2 하사점(62) 사이에서 로드 축(26)을 따라 이동가능하도록 배열된, 상기 로드(12); 및
    - 플런저 축(40)에 수직으로 배열되고, 가로대 표면(70)과 상기 로드(12)의 제2 단부 구역(42) 사이의 접촉 구역(68)에서 플런저 드라이브(66)로부터 운동 에너지를 상기 로드(12)로 전달하는 기능을 하는 가로대(36)를 갖는 플런저(10)를 포함하되, 상기 제2 단부 구역은 상기 제1 단부 구역(22)과 반대쪽에 배열되고,
    - 상기 로드(12)는, 상기 접촉 구역(68)에, 돔-형상의 단부 구역(74)을 구비하고, 상기 가로대(36)는, 상기 접촉 구역(68)에, 돔-형상의 리세스(72)를 구비하고,
    로드 가이드 축(52)을 구비하는 로드 가이드(30)가 제공되고, 상기 로드(12)의 상기 돔-형상의 단부 구역(74)의 로드 단부 반경(84)은, 상기 로드 축(26)에서 로드 돔 표면(86)에 대한 접선(T)과, 상기 플런저 축(40)과 상기 로드 가이드 축(50)의 교차점(S) 사이의, 상기 로드(12)의 상기 상사점(60)에 존재하는, 간격(amin) 이하인 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가로대(36)는, 상기 돔-형상의 리세스(72)와 인접한 구역에, 상기 플런저 축(40)과 수직으로 평탄한 형태의 가로대 표면(70)을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돔-형상의 리세스(72)는 스탬핑에 의해 상기 가로대 표면(70)으로 형성된 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돔-형상의 리세스(72)는 길이방향 축(76)에 수직으로 상기 가로대(36)를 이등분하는 축에 대해 대칭적으로 배열된 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가로대(36)는 상기 플런저 축(40)에 대해 방사방향으로 이동가능하도록 배열되고, 상기 가로대(36)는 방사방향으로 고정됨이 없이 상기 플런저(10)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가로대(36)의 상기 돔-형상의 리세스(72)의 리세스 반경(88)은 상기 로드(12)의 상기 돔-형상의 단부 구역(74)의 로드 단부 반경(84)을 초과하는 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    고압 연료 펌프(16) 또는 엔진 밸브(18)인 것을 특징으로 하는 압력-인가 디바이스(28).
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020167017380A 2014-08-14 2015-06-24 고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스 KR101891012B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014216173.8 2014-08-14
DE102014216173.8A DE102014216173B4 (de) 2014-08-14 2014-08-14 Kraftstoffhochdruckpumpe und Druckbeeinflussungseinrichtung
PCT/EP2015/064309 WO2016023665A1 (de) 2014-08-14 2015-06-24 Kraftstoffhochdruckpumpe und druckbeeinflussungseinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160091420A KR20160091420A (ko) 2016-08-02
KR101891012B1 true KR101891012B1 (ko) 2018-08-22

Family

ID=53498984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167017380A KR101891012B1 (ko) 2014-08-14 2015-06-24 고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10294905B2 (ko)
EP (1) EP3039281B1 (ko)
JP (1) JP6218963B2 (ko)
KR (1) KR101891012B1 (ko)
CN (1) CN105745435B (ko)
DE (1) DE102014216173B4 (ko)
WO (1) WO2016023665A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014216173B4 (de) 2014-08-14 2016-06-30 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe und Druckbeeinflussungseinrichtung
JP7204561B2 (ja) * 2019-03-28 2023-01-16 本田技研工業株式会社 燃料ポンプ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000179308A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nissan Motor Co Ltd エンジンの動弁装置
JP2008144632A (ja) 2006-12-07 2008-06-26 Denso Corp カム機構搭載装置
DE102007022220A1 (de) * 2007-05-11 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine
DE102008008438A1 (de) 2008-02-11 2009-08-13 Continental Automotive Gmbh Hochdruckpumpe

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831457A (en) * 1973-03-05 1974-08-27 Gen Motors Corp Variable tracking cam follower
FR2356815A1 (fr) * 1976-07-02 1978-01-27 Semt Dispositif permettant d'injecter de l'eau dans les cylindres d'un moteur a combustion interne, notamment pour reduire le taux de pollution de ce dernier
DE2712450C2 (de) * 1977-03-22 1984-08-23 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Pumpenkolbenantrieb für eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
DE8129048U1 (de) * 1980-11-21 1982-03-18 RIV-SKF Officine di Villar Perosa S.p.A., 10123 Torino Selbsteinstellender hydraulischer stoessel fuer eine waermekraftmaschinen-ventilsteuerung
JPS59157047A (ja) 1983-02-28 1984-09-06 Nippon Mining Co Ltd デヒドロムスコンの製造方法
DK0512138T3 (da) * 1991-05-07 1994-09-26 Hauhinco Maschf Højtrykspumpe til renset vand
JPH1030525A (ja) * 1996-07-16 1998-02-03 Denso Corp 高圧サプライポンプ
DE19802475A1 (de) * 1998-01-23 1999-07-29 Bosch Gmbh Robert Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung
JPH11343943A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Denso Corp 燃料噴射ポンプ
DE102004023541A1 (de) * 2004-05-13 2005-12-01 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
WO2008068116A1 (de) 2006-12-05 2008-06-12 Schaeffler Kg Mechanischer stössel, insbesondere für eine kraftstoffpumpe einer brennkraftmaschine
US7793583B2 (en) 2006-12-06 2010-09-14 Schaeffler Kg Mechanical tappet in particular for a fuel pump of an internal combustion engine
DE102007057911A1 (de) 2007-12-01 2009-06-04 Schaeffler Kg Ventiltriebeinheit für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102013213419A1 (de) * 2013-07-09 2015-01-15 Robert Bosch Gmbh Neuartige Stößelspitzen-Geometrie für ein Druckregelventil
DE102014216173B4 (de) 2014-08-14 2016-06-30 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe und Druckbeeinflussungseinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000179308A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nissan Motor Co Ltd エンジンの動弁装置
JP2008144632A (ja) 2006-12-07 2008-06-26 Denso Corp カム機構搭載装置
DE102007022220A1 (de) * 2007-05-11 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine
DE102008008438A1 (de) 2008-02-11 2009-08-13 Continental Automotive Gmbh Hochdruckpumpe

Also Published As

Publication number Publication date
CN105745435A (zh) 2016-07-06
CN105745435B (zh) 2018-04-27
WO2016023665A1 (de) 2016-02-18
EP3039281A1 (de) 2016-07-06
EP3039281B1 (de) 2017-09-20
US20170159628A1 (en) 2017-06-08
JP6218963B2 (ja) 2017-10-25
US10294905B2 (en) 2019-05-21
DE102014216173A1 (de) 2016-02-18
JP2017501339A (ja) 2017-01-12
DE102014216173B4 (de) 2016-06-30
KR20160091420A (ko) 2016-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8863716B2 (en) Tappet
US9528484B2 (en) Valve for a pump
EP2580463B1 (en) Single piston pump with dual return springs
US20120325168A1 (en) Switchable lever for a valve drive of an internal combustion engine
KR101891012B1 (ko) 고압 연료 펌프 및 압력 제어 디바이스
US9885329B2 (en) Roller tappet
US7299778B2 (en) Switchable cam follower
EP2412976B1 (en) Intermediate drive assembly
WO2015120930A1 (en) Fuel pump
WO2022048072A1 (zh) 一种高效多级制动机构
US10087980B2 (en) Connecting rod and internal combustion engine
EP2299114A1 (en) Pump assembly
US10808665B2 (en) Camshaft for a pump, in particular a high pressure fuel pump, and pump having a camshaft
JP2022142481A (ja) 高圧ポンプ
US9316193B2 (en) High-pressure pump
EP3111080B1 (en) Fuel pumping mechanism
CN102434522A (zh) 一种通过球面调节活塞与缸体轴线位置的液压缸
CN106438145B (zh) 共轨高压泵的无销挺柱部件
EP3173611B1 (en) High pressure fuel pump
KR20170040760A (ko) 펌핑 조립체
CN212985320U (zh) 一种新型液压挺柱
CN211008801U (zh) 一种新型液压挺柱
US20210396197A1 (en) Pump actuator with increased body strength
JP6339492B2 (ja) 高圧燃料ポンプ
JP5885992B2 (ja) リフタ構造

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant